點解你仲活著 - 生命、能量同ATP | Kurzgesagt

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在這第二個時刻 生與死之間的狹窄壁架。

您可能不會感覺到,但是有 大量的活動

在你內心深處

而且這項活動永遠不會停止。

想像自己像一個掉下來的緊身衣 向上移動的自動扶梯。

下降部分代表細胞的自我複製過程。

自動扶梯代表推動您前進的物理定律。

活著就是要運動,但永遠不要到達任何地方。

如果您到達自動扶梯的頂部,就不可能再跌倒了,並且您將永遠死亡。

某種令人不安的是,宇宙希望您到達頂峰。

您如何避免這種情況?你為什麼還活著?

[驚人的Kurz簡介音樂]

所有生命都取決於細胞。

細胞是死亡的宇宙的一部分,它與其餘部分分離,因此可以暫時做自己的事情。

當這種分離破裂時,它死亡並再次加入其餘的死亡宇宙。

不幸的是,宇宙希望一生做自己的事。

出於某種原因,它不是令人興奮的事物的愛好者,而是嘗試變得盡可能無聊。

我們稱此原理為“熵”,這是我們宇宙的基本規則。

這非常複雜且違反直覺,因此我們將在另一個視頻中對其進行詳細說明。

現在,您只需要了解生物本身就令人興奮。

一個細胞充滿了數百萬種蛋白質和數百萬種更簡單的分子,例如水。

成千上萬個複雜的自我複製過程每秒發生數十萬次。

為了保持活力和興奮,它必須不斷地努力以防止自身陷入熵,變得無聊和死氣沉沉。

細胞必須與宇宙的其餘部分保持分離。

例如,通過保持內部和外部某些分子的濃度不同來實現

通過積極地抽出多餘的分子。

為此,細胞需要能量。

能量是宇宙中事物工作的能力。移動或操縱事物;創造改變。

此能力無法創建或摧毀。

宇宙中固定的能量永遠不會改變。

我們不知道為什麼,就是那樣。

因此,在數十億年前,對於第一個生物來說,最關鍵的挑戰之一就是獲取可用的能量。

除了最初的細胞是通過簡單的化學反應獲得能量以外,我們對這些知識了解不​​多。

他們找到了終極的能量傳遞系統:生命的能量基礎。

分子三磷酸腺苷或ATP。

其結構使其在接收和釋放能量方面具有獨特的優勢。

例如,當細胞需要能量以抽出分子或修復損壞的微型機器時,

它可以分解ATP,並利用化學能完成工作並創造變化。

這就是為什么生物能夠做事情的原因。

我們不知道第一個ATP分子何時或如何精確地在地球上產生。

但是我們知道的每一種生物都使用ATP或類似的東西來保持其內部機械運轉。

這對於幾乎每個過程都至關重要。

植物,真菌,細菌和動物需要生存。

沒有ATP,地球上就沒有生命。

可能在任何地方。

分解化學物質的能源是一件好事,

早年確實錯過了最大的可用能源:

太陽。

太陽會合併原子並輻射出光子,從而將能量帶入太陽系。

但是,這種能量是原始的和不可消化的。

它需要完善。

經過數億年的進化,終於,一個細胞弄清楚瞭如何吃太陽。

它吸收了輻射,並將其中的大部分轉化成可以用來維持生命的干淨的化學小包裝。

我們稱此過程為:光合作用。

您將光子與電磁能量混為一談,

並利用一部分能量將不同的分子融合在一起。

電磁能被轉換為存儲在ATP分子中的化學能。

隨著一些細胞學會創建更好的化學包裝,這個過程變得更好了:

葡萄糖或糖。

容易分解,能量高,非常美味。

這非常方便,以至於有些細胞決定不再自己進行煩人的光合作用,

他們只會吞下其他做的細胞,並攝取葡萄糖和ATP。

這被廣泛認為是進化史上最大的動漫背叛之一。

事情繼續下去。

光合作用的細胞大部分可以在其表面利用能量,

限制了他們最大的能源生產,

這在某種程度上限制了它們的進化途徑。

所以,時間過去了。

一些細胞產生糖,其他細胞則將其吃掉。

進化做到了它的事情,但在幾億年的歷史中,總體情況幾乎保持不變。

直到一天,一個細胞又吃了一次,並沒有殺死它。

相反,它們變成了一個單元。

那天什麼都沒有改變,但是地球將永遠不同。

這個細胞成為了這個星球上所有動物的祖先。

藍鯨,變形蟲。

恐龍,水母。

粉色仙女犰狳和Sunda colugos。

當然是你

所有人都可以追溯到這一刻。

兩個生物的融合是如此重要,

因為當這兩個單元合而為一時,它們變得更加強大。

內部曾經是獨立的牢房,可能會停止生存。

它可以專注於一件事:製造ATP。

它成為了細胞的動力:第一個線粒體。

宿主細胞的工作是確保在危險世界中的生存,

並為線粒體提供食物

線粒體基本上以類似的複雜過程逆轉光合作用。

他們攝取我們從其他生物中獲取的糖分子,

將它們與氧氣和前體分子燃燒,以生成新的,富含能量的ATP分子。

這個過程就像一個微型熔爐一樣,會吐出諸如二氧化碳的廢品,

水和身體熱量產生的一點動能。

這是第一勞動分工,這意味著新電池比以前的任何電池都有更多的可用能量,

這意味著進化出更多的可能性以支持更複雜的細胞。

在某些時候,這些細胞開始形成小組或社區,

最終導致多細胞生命。

如今,您有一千億個細胞,每個細胞都充滿了數十個細胞,

如果不是的話,那麼數百台小型機器可以為您提供可用能量,使其存活。

如果此過程被中斷,即使持續了幾分鐘,您也會死亡。

(《庫爾格塞格特的大叔:科學大戰》將於2021年發布。)

但是,如果生活是如此脆弱,那麼存儲ATP並不是一個好主意,就像我們在脂肪細胞中存儲糖一樣,

所以如果我們停止呼吸一會兒就不會死嗎?

如果生活解決了許多問題,讓您今天過著快活,那快死了的事情是怎麼回事?

即使是簡單的細菌(如大腸桿菌),每個細胞分裂的ATP重量也約為其體重的50倍。

您的數万億個細胞需要大量的ATP才能保持生命。

每天,您的身體都會產生並轉換大約9000萬億億個ATP分子:大約相當於您的體重。

您需要整個人的ATP才能完成一天的工作。

甚至存儲足夠的ATP可以持續幾分鐘。

ATP分子確實非常適合快速轉移能量,

但是它存儲起來很糟糕,因為它的質量只有三倍於葡萄糖分子的能量的百分之一。

因此,ATP不斷產生並很快耗盡。

這是分子的簡短故事,它使您與死亡的宇宙有所不同,

並成為自動扶梯上的老手。

這是一個奇怪的故事。

您需要一直生存著這種分子。

您需要它來保持前進,因為即使是短暫的休息也會使您的緊緻停止。

而且您需要自己製作。

就像全速駕駛汽車同時在後備箱中產生燃料一樣

從路邊撿起的垃圾。

據我們所知,這一切始於數十億年前,

當死宇宙的一小部分匯聚在一起並變成

一會兒。

它可以使自己繼續前進。

它可以成長。

那一刻,緊身衣開始運動,此後一直在發展。

從最初的單元格開始,到您現在觀看。

在某個時候,您將再次與其餘的死亡宇宙合併。

也許您會講一些有關您的冒險故事。

也許不會。

但是在發現之前

你可以做最適合生活的事情。

製作一個死掉的宇宙會更加有趣。

(在您的房間裡貼有Supreme Slinky海報。)

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